專利名稱：智能型汽車車速信息示意燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種信號燈，具體地說，涉及一種可以實時顯示汽車加速、減速信息的智能型信號燈，該信號燈可有效地防止汽車追尾事故的發(fā)生。
背景技術(shù)：
近年來，隨著汽車擁有量的增加、車速的提高，交通事故呈直線上升。其中，汽車追尾事故尤為突出，特別是在高速公路上，一旦發(fā)生汽車追尾事故多數(shù)是車毀人亡的惡性事故，甚至有時是幾輛車乃至十幾輛車連續(xù)追尾碰撞的重大交通事故，損失慘重。隨著科技的進步，人們逐漸意識到完全杜絕交通事故是不可能的，但是，主動減少、預防交通事故、避免人員傷害是可能的。
據(jù)調(diào)查，對于90％以上的交通事故來說，如果駕駛員能提前一秒鐘采取應急措施，交通事故(車禍)是可以避免的。通過分析追尾碰撞事故原因，我們也發(fā)現(xiàn)其主要原因是后面的車輛與前面的車輛距離過近，后面的車輛來不及采取應急措施。在事故調(diào)查中，追尾車司機有一句共同的語言“……我立刻踩剎車，但來不及了”?！皝聿患啊本褪钦f采取緊急制動的時間不夠。當前面車輛發(fā)現(xiàn)前方路面出現(xiàn)情況或障礙物時，會減速或滑行，但是，后面車輛的司機往往不知道前面出現(xiàn)情況，以及前面車輛已減速，仍然保持原來的速度，導致無意識中縮短了兩車之間的距離，隨著兩車距離的減少，當后面司機意識到前面可能發(fā)現(xiàn)情況，再采取措施已經(jīng)來不及了，車已經(jīng)撞到了前面車的車尾。
所以，如果能夠發(fā)明一種信號燈(或示意燈)，安裝在汽車尾部，面向后方，該信號燈能夠?qū)崟r、準確地將本車的加速、恒速、減速信息及時告知后方，后方車輛獲得此信息后會主動提前采取相應措施，有效的保持兩車間的距離，避免車輛追尾碰撞事故的發(fā)生。
早在三十多年前，國家就將反映汽車剎車制動情況的制動尾燈列為汽車法定必備裝置。在汽車發(fā)展初期，由于公路上汽車數(shù)量少、車速低，車與車之間的距離較大，后面車司機看到前面車剎車制動后，有足夠時間采取相應措施，所以，當時制動尾燈確實起到了非常大的作用，挽救了千百萬人的生命。但是，隨著汽車擁有量的成倍增長，車速的顯著提高，車與車之間距離的縮小，仍延用一只制動尾燈示意車速信息，信息量已遠遠不夠了。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本實用新型的目的是提供一種可以實時反映汽車車速信息的智能型汽車車速信息示意燈。該車速信息示意燈不僅能夠?qū)崟r反映本車的加速信息，更重要的是它還可以實時反映本車的減速信息(采取制動前的滑行減速階段)，告知后面車司機及時采取相應措施，避免追尾碰撞。
為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下設(shè)計方案一種智能型汽車車速信息示意燈，它由殼體和內(nèi)置在殼體內(nèi)的電路板構(gòu)成；所述電路板由電源電路、控制電路和顯示電路三部分構(gòu)成；所述電源電路與控制電路、顯示電路相連，為它們提供工作電源；所述控制電路由加速度測量芯片、邏輯控制芯片和開關(guān)管組成；加速度測量芯片的信號輸出端與邏輯控制芯片的信號輸入端相連，邏輯控制芯片的信號輸出端分別與開關(guān)管相連；所述顯示電路由加速信息顯示燈、勻速信息顯示燈和減速信息顯示燈組成，它們的一端與電源相連，另一端通過上述開關(guān)管與地相連；所述內(nèi)置在殼體內(nèi)的電路板無需任何信號接口。
在本實用新型的具體實施例中，所述邏輯控制芯片包括典型的運算放大器芯片、四與非門芯片；主要電路包括由兩個運放單元組成雙限電壓比較器；由一個運放單元組成單限電壓比較器；由兩個與非門單元組成RS觸發(fā)器和控制顯示燈工作的開關(guān)管組成。
所述加速度測量芯片的信號輸出管腳與雙限、單限電壓比較器的信號輸入端相連。雙限電壓比較器的信號輸出端通過電阻與一個開關(guān)管的基極相連，開關(guān)管的集電極與加速度顯示燈的陰極相連；雙限電壓比較器的輸出端通過所述與非門芯片與RS觸發(fā)器的輸入端相連，RS觸發(fā)器的信號輸出端通過開關(guān)管與勻速狀態(tài)顯示燈的陰極相連；所述與非門芯片的信號輸出端通過一反向器、開關(guān)管與減速顯示燈的陰極相連；單限電壓比較器的輸出端通過電阻和與非門的輸入端相連。
本實用新型的優(yōu)點是1、結(jié)構(gòu)簡單、準確、反應速度快、可靠性高。由于本實用新型是通過設(shè)置在顯示燈內(nèi)的加速度測量芯片實時檢測本車的加速、恒速、減速狀態(tài)，使相應的顯示燈明亮與熄滅，不受加速踏板、車速傳感器控制，所以，它結(jié)構(gòu)簡單、準確、反應速度快、可靠性高；而且，應用在現(xiàn)有任何車型中，無需外接信號端口，使線路簡單化，安裝方便。2、另外，本實用新型燈光的示意方式與傳統(tǒng)的信號顯示方式(綠燈行、黃燈慢、紅燈停)相近，易于接受。3、最重要的是本實用新型可以有效地避免汽車追尾碰撞，在跟車行駛時，可以使后面車司機隨時掌握前車的車速信息，減小司機疲勞。4、后面車司機可以提前收油門、節(jié)油；減少制動次數(shù)，延長制動器及整車壽命。


圖1為本實用新型的原理框圖圖2為本實用新型電路板的具體電路圖圖3為本實用新型另一原理框圖具體實施方式
本實用新型主要由殼體和內(nèi)置在殼體內(nèi)的電路板構(gòu)成。如圖1所示，所述電路板由電源電路1、控制電路2和顯示電路3三部分構(gòu)成。
電源電路1與控制電路2、顯示電路3相連，為它們提供工作電源。
控制電路2由加速度測量芯片、邏輯控制芯片和三個開關(guān)管組成。加速度測量芯片的信號輸出端與邏輯控制芯片的信號輸入端相連，邏輯控制芯片的信號輸出端分別與三個開關(guān)管相連。
顯示電路3由加速信息顯示燈、恒速信息顯示燈和減速信息顯示燈組成，它們一端與電源相連，另一端通過上述開關(guān)管與地相連。
本實用新型的工作原理是通過設(shè)置在車速信息示意燈殼體內(nèi)電路板上的加速度測量芯片實時測量本車的加速度；如果本車處于加速狀態(tài)，加速度測量芯片輸出控制信號，通過邏輯芯片、開關(guān)管使加速信息顯示燈亮；如果本車處于恒速狀態(tài)，加速度測量芯片輸出控制信號，通過邏輯芯片、開關(guān)管使恒速信息顯示燈亮；如果本車處于減速狀態(tài)，加速度測量芯片輸出控制信號，通過邏輯芯片、開關(guān)管使減速信息顯示燈亮。當采取制動措施時，加速度測量芯片輸出控制信號，通過邏輯芯片、開關(guān)管使減速信息顯示燈熄滅，原車制動燈亮。
由于本實用新型是通過設(shè)置在顯示燈內(nèi)的加速度測量芯片實時檢測本車的加速、恒速、減速狀態(tài)，使相應的顯示燈亮與熄，而不是通過檢測油門踏板動作來使相應指示燈亮與熄的，所以，本實用新型反應速度快、可靠性高、結(jié)構(gòu)簡單。
圖2為本實用新型電路板的具體電路圖。圖中的芯片U1為“加速度計”(型號ADXL105)，它是本實用新型電路板的核心組件，它是AnalogDevices，Inc(美國模擬器件公司，ADI)公司生產(chǎn)的14腳加速度測量芯片，它可以將物體運動的物理量變化轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號、并且成正比線性輸出；設(shè)加速度為a，用a＞0、a＝0、a＜0分別表示汽車加速、恒速、減速狀態(tài)。當a＝0時，該芯片的輸出電壓為該芯片電源電壓的1/2即2.5V。圖中的U2A、U2B(型號LM224做電壓比較器用)組成典型電路雙限電壓比較器，U3C、U3D(型號74HC00)組成典型電路RS觸發(fā)器(負觸發(fā))。三極管T1、T2、T3分別為控制顯示燈LED1、LED2、LED3工作的開關(guān)管。顯示燈LED1為綠色發(fā)光二極管組，用來顯示車輛的加速狀態(tài)；LED2也為綠色發(fā)光二極管組，用來顯示車輛的恒速狀態(tài)；LED3為黃色發(fā)光二極管組，用來顯示車輛的減速狀態(tài)。
如圖2所示，電路板上各組件的具體連接關(guān)系是加速度測量芯片U1的信號輸出管腳(引腳12)分別與雙限電壓比較器U2A、U2B的信號輸入端(U2的引腳3、6相連)、單限電壓比較器U2C的信號輸入端(U2的引腳10)相連，雙限、單限電壓比較器的另一信號輸入端(U2的引腳2、5、9)通過電阻(分壓)一端接+5V，一端接地。U2A的信號輸出端Y1通過電阻與開關(guān)管T1的基極相連，開關(guān)管T1的集電極與加速度顯示發(fā)光二極管組LED1的陰極相連，LED1的陽極與電源相連；雙限電壓比較器U2A、U2B的輸出端Y1、Y2又通過與非門U3A、U3B與RS觸發(fā)器的輸入端相連，RS觸發(fā)器的信號輸出端Q通過開關(guān)管T2與恒速狀態(tài)顯示燈LED2的陰極相連，LED2的陽極與電源相連；與非門U3B的信號輸出端Y4通過一反向器U2D與開關(guān)管T3的基極相連，開關(guān)管T3的集電極與減速顯示發(fā)光二極管組LED3的陰極相連，LED3的陽極與電源相連。單限電壓比較器U2C的輸出端Y5和與非門U3A、U3B的輸入端(U3的引腳2、4)相連。
當汽車處于靜止時，即加速度a＝0，加速度測量芯片U1的輸出電壓為2.5V，處于雙限電壓比較器U2A、U2B兩個閾值之間，高于單限電壓比較器U2C的閾值(單限閾值低于雙限的下限電壓值)，U2C輸出端Y5為高電平即M點為高電平，比較器U2A、U2B輸出端Y1、Y2均為低電平，開關(guān)管T1截止，加速信息顯示燈LED1不亮；同時，與雙限電壓比較器U2A、U2B輸出端相連的與非門U3A、U3B的輸出端均為高電平，RS觸發(fā)器無觸發(fā)，T2截止，恒速信息顯示燈LED2也不亮；同理，由于與非門U3B輸出為高電平，U2D輸出低電平、T3截止，減速信息顯示燈LED3也不亮，三種燈都不亮。
當踩下加速踏板汽車加速時，即加速度a＞0，加速度測量芯片U1的輸出電壓升高，并超過雙限電壓比較器上限閾值，比較器U2A輸出端Y1變?yōu)楦唠娖?M點為高電平)，開關(guān)管T1導通，加速信息顯示燈LED1亮；同理，與非門U3A輸出端Y3由高電平變?yōu)榈碗娖剑?jīng)電容C1觸發(fā)RS觸發(fā)器的置位端S，使其輸出端Q由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，T2也導通，LED2亮；由于LED1、LED2都亮，且都為綠色發(fā)光二極管組，所以，當車輛處于加速狀態(tài)時，本實用新型發(fā)強綠色光。由于比較器U2B輸出端Y2為低電平，與非門U3B輸出端Y4保持高電平不變，反向器U2D輸出低電平、T3仍截止，黃色的減速信息顯示燈LED3不亮。
當汽車由加速變?yōu)楹闼贂r，即加速度a＝0，U1的輸出電壓又處于雙限電壓比較器的兩閾值之間，輸出端Y1、Y2為低電平(M點為高電平)，T1截止，LED1熄滅；Y3、Y4為高電平，RS觸發(fā)器處于穩(wěn)定狀態(tài)，三極管T2仍導通，LED2仍亮，本實用新型發(fā)弱綠色光。
當松開加速踏板汽車滑行減速時，即加速度a＜0，加速度測量芯片U1的輸出電壓降低，低于比較器U2B的閾值(M點為高電平)，比較器U2A輸出端Y1為低電平，開關(guān)管T1截止，加速信息顯示燈LED1不亮；由于比較器U2B輸出端Y2為高電平，與非門U3B輸出端Y4由高電平變?yōu)榈碗娖?，?jīng)電容C2觸發(fā)RS觸發(fā)器的復位端R，使其輸出端Q由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，T2截止，LED2熄滅；由于Y4變?yōu)榈碗娖?，反向器U2D輸出高電平、T3導通，黃色的減速信息顯示燈LED3亮。
當踩下制動踏板采取制動措施時，加速度a＜＜0，加速度測量芯片U1的輸出電壓低于U2C的閾值，U2C的輸出端Y5由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平即M點由高電平變?yōu)榈碗娖?與非門電路的選通端)，使與非門U3A、U3B的輸出變?yōu)楦唠娖剑捎赮4變?yōu)楦唠娖?，反向器U2D輸出低電平、T3截止，黃色減速信息顯示燈LED3熄滅(此時制動燈已亮)。
本實用新型安裝在汽車尾部，當本實用新型發(fā)出強綠色光時，即LED1、LED2同時發(fā)光，說明汽車在加速，向發(fā)動機供油，前方比較安全；當本實用新型發(fā)出弱綠色光時，即只有LED2發(fā)光時，說明汽車恒速，也向發(fā)動機供油；當本實用新型發(fā)出黃色光時，即只有LED3發(fā)光時，說明汽車在減速，表示汽車已停止向發(fā)動機供油，后面車輛要注意，也要減速，保持與前車距離。當汽車本身紅燈(制動燈)亮時，表示已采取制動措施。當本實用新型綠、黃燈都不亮時，說明本車處于靜止狀態(tài)。
本實用新型采用加速度測量芯片測量汽車的加速、恒速、減速狀態(tài)，從而控制顯示燈的亮與熄。這種結(jié)構(gòu)最簡單。當然，還可以采用如圖3所示，用加速度計檢測汽車行駛中加速、恒速、減速三種運動狀態(tài)；增加轉(zhuǎn)速傳感器檢測汽車車速，反映汽車實際的行駛速度(即nkm/h)；將加速度計、轉(zhuǎn)速傳感器的輸出信號與邏輯控制電路相連，通過邏輯控制電路控制狀態(tài)指示燈的亮與熄。其中，轉(zhuǎn)速傳感器是為了防止在城市中低速行駛時，干擾道路信號燈(交通路口等紅綠燈時，后車誤以為前車顯示器光源為通行指示信號燈)，使車速低于nkm/h行駛時，顯示電路中的指示燈均不發(fā)光。只有在車速高于nkm/h時顯示器才能工作。
以上所述是本實用新型的具體實施范例及所運用的技術(shù)原理，任何基于本實用新型技術(shù)方案基礎(chǔ)上的等效變換，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種智能型汽車車速信息示意燈，其特征在于它由殼體、燈體和內(nèi)置在殼體內(nèi)的電路板構(gòu)成；所述電路板由電源電路、控制電路和顯示電路三部分構(gòu)成；所述電源電路與控制電路、顯示電路相連，為它們提供工作電源；所述控制電路由加速度測量芯片、邏輯控制芯片和開關(guān)管組成；加速度測量芯片的信號輸出端與邏輯控制芯片的信號輸入端相連，邏輯控制芯片的信號輸出端分別與開關(guān)管相連；所述顯示電路由加速信息顯示燈、恒速信息顯示燈和減速信息顯示燈組成，它們的一端與電源相連，另一端通過上述開關(guān)管與地相連；所述內(nèi)置在殼體內(nèi)的電路板無需任何信號接口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型汽車車速信息示意燈，其特征在于所述邏輯控制芯片包括典型的運算放大器芯片和四與非門芯片；由運算放大器芯片的兩個運放單元組成雙限電壓比較器；由兩個與非門單元組成RS觸發(fā)器；所述加速度測量芯片的信號輸出管腳與雙限電壓比較器的信號輸入端相連；雙限電壓比較器的信號輸出端通過電阻與一個開關(guān)管的基極相連，開關(guān)管的集電極與加速度顯示燈的陰極相連；雙限電壓比較器的輸出端通過所述與非門芯片與RS觸發(fā)器的輸入端相連，RS觸發(fā)器的信號輸出端通過開關(guān)管與勻速狀態(tài)顯示燈的陰極相連；所述與非門芯片的信號輸出端通過一反向器、開關(guān)管與減速顯示燈的陰極相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的智能型汽車車速信息示意燈，其特征在于所述邏輯控制芯片中的運算放大器芯片中的一個運放單元又組成一個單限電壓比較器；該單限電壓比較器的“+”輸入端與所述加速度測量芯片的輸出端相連，其“-”輸入端通過分壓電阻與電源地相連，其輸出端通過電阻和所述與非門芯片的輸入端相連。
專利摘要本實用新型公開了一種智能型汽車車速信息示意燈，它由殼體和內(nèi)置在殼體內(nèi)的電路板構(gòu)成。所述電路板由電源電路、控制電路和顯示電路三部分構(gòu)成；控制電路由加速度測量芯片、邏輯控制芯片和開關(guān)管組成；顯示電路由加速信息顯示燈、恒速信息顯示燈、減速信息顯示燈組成，它們的一端與電源相連，另一端通過上述開關(guān)管與地相連。本實用新型通過設(shè)置在顯示燈內(nèi)的加速度測量芯片檢測本車的加速、減速、勻速狀態(tài)，再通過邏輯控制芯片和開關(guān)管使相應的顯示燈亮與熄，不受加速踏板、車速傳感器控制，所以，它結(jié)構(gòu)簡單、準確、反應速度快、可靠性高；而且，可應用在現(xiàn)有任何車型中，無需外接信號端口，安裝方便。
文檔編號B60Q1/50GK2640842SQ03207119
公開日2004年9月15日 申請日期2003年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月5日
發(fā)明者徐鳴 申請人:徐鳴